Parçacık Hızlandırıcıları DÜNYADAKİ DURUM ve EPAC08

Parçacık Hızlandırıcıları DÜNYADAKİ DURUM ve EPAC08

IV. UPHDYO
2-5.09.2008, Bodrum
Parçacık Hızlandırıcıları
DÜNYADAKİ DURUM
ve EPAC08
Prof. Dr. Ömer YAVAŞ
Ankara Üniversitesi, Fizik Müh. Bölümü
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
1
21. Yüzyılın Jenerik Teknolojileri
„
Parçacık Hızlandırıcı Teknolojileri 21.
yüzyıla yön veren yaklaşık 10 jenerik
j
birisidir.
teknolojiden
„
Uzay Teknolojileri, Nükleer Teknoloji,
Biyoteknoloji, Nanoteknoloji, İletişim
Teknolojileri,
j
Malzeme Teknolojileri,
j
Enerjij
Teknolojileri diğer jenerik teknolojiler olarak
sayılabilir.
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
2
Hızlandırıcıların Kullanımı
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Parçacık
ç
Fiziği
ğ
Nükleer Fizik
İkincil Demetler
Nö
Nötron
Kaynağı
K
ğ
Sinkrotron Işınımı
Serbest Elektron Lazeri
İyon İmplantasyonu
Radyoterapi, Nükleer Tıp,
Malzeme Bilimi
Yarı İletkenler
„
„
„
„
„
„
„
„
Gıda Mühendisliği
ğ
Kimya
Biyoloji
J l ji
Jeoloji
Arkeoloji
Savunma sanayii
y
Maden Sanayii
Enerji Üretimi (EA)
~250 Alt Alan...
Alan
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
3
Hızlandırıcı Teknolojilerinin Dünyadaki Dağılımı
JLab High Gradient
CERN
JLab
J
ab
DESY/TESLA
CESR
TU Darmstadt
KEK
LANL
FNAL
P ki
Peking
University
ANL
Center for Advanced
Technology, Indore
CEA
Orsay
Australian
National
University
CEA Saclay
INFN Genoa
INFN Legnaro
INFN Milan
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
4
Hızlandırıcıya Dayalı
A -Ge
ArAr
G ve T
Teknoloji
k l ji G
Geliştirme
li i
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
5
ABD’de
ABD de Durum
Ulusal Araştırma Merkezleri
(Fermilab, SLAC, Argonne, Brookhaven,
LosAlamos,, Berkeley,
y, JJefferson,, Oak Ridge)
g )
(Herbirinin yıllık bütçesi: ~ 300 Milyon USD)
„ Onlarca hızlandırıcı laboratuvarı ve projesi
„ Gelecek 25 Yılda 25 dev projeden 17’si doğrudan
hızlandırıcı teknolojilerine
j
dayalı
y ((2025’e kadar))
(Teknoloji Geliştirme, Enerji, Güvenlik, İletişim v.b.
alanlarda))
„
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
6
ABD’deki Hızlandırıcı Merkezleri
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
7
AB
AB’de
de Durum
Ulusal Hızlandırıcı Merkezleri (DESY, SRS,
RAL, 4GLS, GSI v.b.)
„ Uluslararası Merkezler:
- Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi
„
(CERN C
(CERN,
Cenevre, İsviçre)
İ i )
(Dünya’nın en büyüğü)
- ESRF (Grenoble, Fransa)
- ELETTRA (Trieste, İtalya)
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
8
Avrupa’da Hızlandırıcı Merkezleri
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
9
Avrupa Nükleer Araştırmalar
Merkezi
„ CERN
European Organization
for
Nuclear Research
Cenevre--İsviçre
Cenevre
http://www.cern.ch
http://www cern ch
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
10
Large
g Hadron Collider (LHC),
(
), Çevresi
Ç
27 km,, Yerin 100 m altında,,
proton-proton çarpıştırıcısı, 2008’de çalışacak, 4 büyük dedektör
(deney) mevcut, Türkiye ikisinde (ATLAS, CMS) yer alıyor.
CERN
LHC
SPS
Fransa
İsviçre
ç
Airport
CENEVRE
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
11
14.04.2008’de
14
04 2008’d TAEK
TAEK-CERN
CERN A
Anlaşması
l
İ
İmzalandı
l d
4-5 Yıl içindeÖ. Yavaş
tam(Ankara
üyelik
Ü.) öngörülüyor
IV. UPHDYO, Bodrum
12
CERN’ee Üye Ülkeler (20)
CERN
„
„
„
Kurucu üyeler:
y
Belçika, Almanya, Danimarka, Fransa, Hollanda,
İngiltere, İsviçre, İsveç, İtalya, Norveç,
Yunanistan Yugoslavya
Yunanistan,
Sonradan Üye Olanlar:
Avusturya,
y , İspanya,
p y , Portekiz,, Finlandiya,
y , Polonya,
y ,
Macaristan, Çek Cumhuriyeti, Slovak Cumhuriyeti,
Bulgaristan
Gözlemci Statüsündekiler:
A.B.D., Rusya, Türkiye
Türkiye,, Hindistan, Japonya,
İsrail, Mısır, Rusya, AB Komisyonu, UNESCO
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
13
CERN 2008
„
LHC Çalışacak
„ Proton
Proton--proton
(pp) collider
C= 27 km, Ecm=14 TeV, L=10^(34)
ATLAS
CMS
ALICE
LHC--B
LHC
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
14
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
15
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
16
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
17
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
18
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
19
I. CERN Türk Günü
13 Ağustos 2005, CERN
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
20
Japonya’da
Japonya
da Durum
„
„
„
„
„
TSUKUBA Bilim Kenti (1962)
Büyük ölçekli Bilim Kentleri
KEK (Japon
(J
Yüksek
Y k k Enerji
E ji Fiziği
Fi i i A
Araştırmaları
l
Enstitüsü). Tsukuba’nın en büyük enstitüsü.
JAERI (Atom Enerjisi Kurumu) Laboratuvarları
ve Projeleri
Üniversitelerin Hızlandırıcı Laboratuvarları
(Sadece Osaka Üniversitesinde 5 Hızlandırıcı)
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
21
Japonya’da Hızlandırıcı Merkezleri
KEK, Tsukuba ve Diğerleri
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
22
Tsukuba Bilim Kenti, Japonya
~ 40 Enstitü,
Enstitü 4 Üniversite
Japon Modeli
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
23
Önemli Hızlandırıcı Merkezleri
„ Dünyadaki
önemli merkezler
(kıtalara göre) ve TAC’ın yeri
„ Turkish
Accelerator Center ((TAC))
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
24
Türk Hızlandırıcı Merkezi
(TH ) Projesi
(THM)
P j i
http://thm.ankara.edu.tr
p
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
25
THM Projesinin Amacı
„
Ülk
Ülkemizin
i i ilk H
Hızlandırıcı
l d
Enstitüsünü
i
ve H
Hızlandırıcı
l d
Kompleksini hayata geçirmek,
„
Ü
Ülkemizde
Hızlandırıcıya dayalı teknolojilerin ArAr-Ge’de
kullanımını sağlamak,
„
Ülkemizde ileri teknoloji ürünlerinin geliştirilmesi ve
üretilmesini gerçekleştirerek refah düzeyi yüksek bir ülke
haline gelmek,
„
Teknoloji ithal eden değil, ihraç eden ülkeler sınıfına katılmak
ç gereken
g
alt yapıyı
y p y oluşturmak.
ş
için
„
Türkiye’nin Dünya’da üreten, rekabet eden, refah düzeyi
yyükselmiş,
ş, g
güçlü
ç ve kalkınmışş bir ülke olması ççabalarına
somut katkılar sağlamak.
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
26
YUUP Aşaması’nın
Aşaması nın Hedefleri
A. Türk Hızlandırıcı Merkezinin Teknik
Tasarım Raporunu (TTR) Yazmak
„
„
„
„
Sinkrotron Işınımı (3.5 GeV Pozitron Demeti)
Serbest Elektron Lazeri (1 GeV Elektron Demeti)
Parçacık Fabrikası
(Elektron--Pozitron Çarpıştırıcısı)
(Elektron
Proton Hızlandırıcısı (100 MeV ve 1 GeV Proton Demeti)
Tesislerinin teknik donanım ve araştırma potansiyelinin detaylı
olarak rapor edilmesi.
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
27
YUUP Aşaması’nın
Aşaması nın Hedefleri
B. İlk (Pilot) Tesisinin Kurulması*
(Infrared FEL & Bremsstrahlung)
„
„
„
„
„
15-45 MeV’lik elektron demetlerinden osilatör modda elde
15edilecek kızılötesi serbest elektron lazeri temel ve uygulamalı
bilimlerde
bili l rd Ar
Ar--Ge
G çalışmaları
lı
l rı için
i in k
kullanmak.
ll n k
(2 – 185 mikronluk IR
IR--SEL) (NIR, MIR, FIR)
Nanoteknoloji
Biyoteknoloji
Yarı İletken Teknolojisi
Medikal Uygulamalar
Foto Kimya, Foto Biyoloji, Foto Jeoloji
*Binaların
temeli 2008 yazında atılacak (A.Ü. Gölbaşı Kampüsü).
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
28
YUUP Aşaması’nın
Aşaması nın Hedefleri
C. Hızlandırıcı Teknolojileri Enstitüsü’nü
kurmak
A Ü SSenatosu
A.Ü.
t
14
14.04.2008
04 2008 tarihinde
t ihi d kabul
k b l etti.
tti
YÖK Genel Kurulu 12.08.2008 tarihinde onayladı.
K l
Kuruluşun
2008 yılında
l d tamamlanması
l
b
bekleniyor.
kl i
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
29
Böl
Bölgemizdeki
i d ki IIşınım
Ka
Kaynağı
nağı Projeleri
Bölgemizdeki SR Projeleri
„ SESAME
(Ürdün)
Synchrotron
ynchrotron--light for
„ Experimental
„ Science and
„ Applications in the
„ Middle
iddl
„ East
„
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
31
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
32
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
33
Table 1. Phase One Beamlines at SESAME
N
No.
Beamline
Energy
R
Range
Source type
yp
Champions
p
MPW (Invacuum
undulator in
phase 2)
Vlassi,
Shoham,
Salman,
Rizkallah,
Hasnain &
Wakatsuki
1
1.
MAD Protein
Crystallogphy
2.
PES and
Photoabsorption
spectroscopy
5-1000 eV
Undulator
Hamdan,
Hamdan
Baig,
Mansouri &
Hussain
3
3.
SAX/WAXS
10 kkeV
V
U d l t
Undulator
S
Sayers
5 - 15 keV
4.
XAFS/XRF
3-30 keV
2.5 Tesla
MPW
Sagi,
Mahmood,
Hamdan &
Hasnain
5.
Powder Diffraction
3-25 keV
2.5 Tesla
MPW
Ozdas &
Pantos
Large
Aperture
Bending
magnet
Mahmood &
Sagi
6.
IR Spectromic
roscopy
eV Ü.)
Ö.0.01-1
Yavaş (Ankara
IV. UPHDYO, Bodrum
34
Table 2. Candidates for phase two beamlines. These could be
established
t bli h d by
b 2011 if 2 b
beamlines
li
per year are b
built
ilt ffrom year 2 off
the start of SESAME operation.
No.
Beamline
Energy
Range
Source type
1.
High resolution, Large unit cells PX with
tunability at Se
d12 keV
3.5 Tesla SC
MPW
2.
Chemical (small molecules)
crystallography
12keV
2.5 Tesla
MPW
3
3.
S ft X-ray
Soft
X
MCD
1 5 kkeV
1-5
V
Helical
Undulator
4.
UV CD for Biology
3-10 eV
Bending
Magnet
5.
Micro-Diffraction
10 keV
In-vacuum
undulator
6.
High Resolution UV Absorption and
Ph t l t
Photoelectron
Spectroscopy
S
t
5-100 eV
Bending
M
Magnet
t
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
35
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
36
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
37
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
38
CANDLE (Ermenistan)
Center for the
„ Advancement of
„ Natural
„ Discoveries using
„ Light
„ Emission
„
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
39
CANDLE
„
3 Gev’lik Sinkrotron, 216 m Çevre
„
Üçüncü nesil sinkrotron ışınımı
„
2007 yyılında çalışmaya
ç ş y başlaması
ş
p
planlanmışş
„
Toplam maliyet: ~ 50 milyon $
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
40
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
41
CANDLE elektron demeti parametreleri
5-50 keV spektral aralığındaki yüksek akıya sahip
photonlarla yüksek parlaklık elde etmek için
tasarlanmıştır.
„
„
„
„
„
Elektron enerjisinin 3 GeV olduğu nominal çalışma durumunda;
durumunda;
11.354
354 Tesla
T l magnetik
ik alanlı
l l eğici
ği i magnetten 8.1
8 1 keV,
k V 2 Tesla
T l magnetik
ik alanlı
l l
wigglerden 12 keV kritik foton enerjisi elde edilebilir.
Toplam 16 eğici magnet ucu mümkündür. Bu uçların herbiri,her bir eğici magnetten
aynı zamanda üç kullanıcının deney yapabilmesine imkan tanıyan üç foton demet
hattına ayrılabilir. Toplam 48 kullanıcı dipol demet hatlarında çalışabilir.
Depolama halkasının düz kısımlarına 13 wiggler yerleştrimek mümkündür. Bunların
y
Toplam
p
26 kullanıcı bu tür demet
her bir ucu iki kullanıcı demet hattını destekleyebilir.
hatlarıyla çalışabilir.
Toplam 74 Deney İstasyonu
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
42
The CANDLE photon beam spectral flux from
bending magnet, undulator and two type of wigglers
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
43
The CANDLE photon beam spectral brightness from
bending magnet, undulator and two type of wigglers
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
44
Temel ve Uygulamalı Araştırmalarda SI’nın
SI nın
Tipik Kullanım Alanları
Medikal görüntüleme ve radyasyon terapi
„
„
„
„
„
„
Angiography
Bronchography
Mammography
Computed
p
Tomography
g p y
Microbeam Radiation Therapy
Photon Activation Therapy
py
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
45
Malzeme bilimi
„
„
„
„
„
„
„
High temperature superconductivity
Magnetism and magnetic materials
Complex materials
Heavy fermion behavior
2D Charge -DensityDensity-Wave materials
Nano--structure and semiconductors
Nano
Polymers, Biomaterials and Soft matter
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
46
Mikromekanik ve Nanoteknoloji
„
„
„
„
„
„
Membranes, Signaling and Transport
Macromolecular assemblies and machines
Microelectronic Device Technology
Micromachining and Microfabrication
Optoelectronics and Semiconductor Manufacturing
Crystallographic Nanotechnology.
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
47
Makromoleküler Kristal İnceleme
„
„
„
„
„
„
„
„
High Capacity Crystallography
Enzyme Mechanizm
Supra--molecular structure
Supra
Molecular Recognition
Nuclear Acids
Structural Genomics
Protein Structure
Drug design
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
48
Çevre
„
„
„
„
„
Determination of heavy metals, radionuclides, toxic organic
compounds;
d
Investigation of migration ways and accumulation places of
th contaminants;
these
t i t
Investigation of their utilization, identification and dead
dead--end
products;
Investigation of influence of contaminants on ecosystem;
D l
Development
t off tools
t l for
f environment
i
t monitoring.
it i
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
49
Kimya
„
„
„
„
„
„
„
Chemical Dynamics
Heterogeneous
Nanoscale chemistry
Biochemistry
Dynamics of Radicals
Catalytic Interfaces
Organic Crystal Chemistry
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
50
European Particle Accelerator
Conference (EPAC)
„
„
„
„
„
I. European Particle Accelerator Conference
EPAC88 (Roma, İtaly) (İki yılda bir..)
…VII. (Wien,EPAC00), VIII. (Paris, EPAC02),
IX. (İsviçre, EPAC04), X. (Edinburgh, EPAC06)
XI. European Particle Accelerator
Conference (EPAC08) 2323-27 July 2008,
Genoa, İtalyy
http://www.epac08.org
Yaklaşık 1000 Bilim insanı ve 50 firma
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
51
EPAC08
„
„
„
„
„
„
ANA KONU BAŞLIKLARI
Circular Colliders
N
Neutrino
i Factories
F
i
Linear Colliders
Hadron Accelerators
Synchrotron Light Sources
Free Electron Lasers
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
52
EPAC08
„
„
„
„
„
„
„
Beam Dynamics and Electromagnetic Fields
Accelerator Technologies
A li i
Applications
off A
Accelerators
l
Beam Instrumentation and Feedback
Lepton Accelerators
New Acceleration Techniques
Accelerators for Therapy
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
53
EPAC08
EPAC’ta Sunulan Ödüller (Prizes)
„ Best Posters (2)
„ EPS
EPS--AG* Sacherer Prize
((Winner 08 : V. Danilov, SNS, New technique)
q )
„ EPS
EPS--AG Budker Prize
(Winner 08 : N. Holdkamp, ITER, Original contrib. to
field)
„ EPS
EPS--AG Wideroe Prize
(Winner 08 : A. Chao, SLAC, Outstanding work in field)
*EPS--AG (European Physical Society – Accelerator Group)
*EPS
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
54
EPAC08’de Türk Hızlandırıcı Merkezi
ile ilgili sunulan bildiriler
b d
„
A. Aksoy et al.
The Status of Turkish Accelerator Complex
p
Bildiri kodu: WEPP124
„
A. Aksoy et al.
The Status of TAC Infrared Free Electron
Laser (IR FEL) Facility
Bildiri kodu: MOPC001
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
55
Hızlandırıcı Konferansları
„
„
„
Particle Accelerator Conference (PAC)
Amerika’da 1965’ten beri 2 yılda bir çift yıllarda yapılıyordu
En son yapılan PAC: PAC07 (2007
(2007, 21.
21 cisi,
cisi ABD)
European Particle Accelerator Conference (EPAC)
Avrupa
Avrupa’da
da 1988’den
1988 den beri 2 yılda bir tek yıllarda yapılıyordu
En son yapılan EPAC: EPAC08 (2008, 11.cisi, İtalya)
A i nP
Asian
Particle
rticl Acc
Accelerator
l r t rC
Conference
nf r nc (APAC)
Asya’da 1998’den beri 3 yılda bir yapılıyordu
E son yapılan
En
l APAC
APAC: APAC07 (2007,
(2007 4.cüsü,
4 ü ü Avustralya)
A
l )
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
56
Konferans Serisi için Son Düzenleme
„
2009 yılından
l d iitibaren
ib
k
konferansın
f
yenii adı:
d
INTERNATIONAL PARTICLE
ACCELERATOR CONFERENCE (IPAC)
Yıllık olarak sırasıyla Amerika, Asya ve Avrupa kıtalarında yapılacak.
IPAC 2009: Amerika (Vencouver
(Vencouver, Canada)
IPAC 2010: Asya (Kyoto,
(Kyoto Japan)
IPAC 2011: Avrupa (Şehir
(Şehir, Ülke)
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
57
Teşekkürler…
ş
http://thm.ankara.edu.tr
[email protected]
Ö. Yavaş (Ankara Ü.)
IV. UPHDYO, Bodrum
58